專利名稱：?jiǎn)螣o軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子聚合物生產(chǎn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
聚酯粘度是高分子聚合物最基本的一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)，它對(duì)高分子材料的性能和用途有著直接的影響。高粘度聚酯(PET)是生產(chǎn)飲料瓶、高強(qiáng)力工業(yè)用絲、簾子線和工程塑料的原料。目前，隨著高粘度PET聚酯應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展及后加工技術(shù)的發(fā)展，高粘度聚酯的市場(chǎng)需求量劇增。高粘度聚酯生產(chǎn)中，固相縮聚由于其條件溫和、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)勢(shì)成為目前國(guó)內(nèi) 外廣泛應(yīng)用的聚酯增粘工業(yè)生產(chǎn)方法。然而，固相縮聚的生產(chǎn)工藝時(shí)間長(zhǎng)(> 30小時(shí))，消耗惰性氣體大，耗費(fèi)時(shí)間和能量也都較高，同時(shí)，由于固相縮聚工藝的固有特性會(huì)使切片表面和中間的特性粘度存在差別，并隨著粘度的增加而增加。盡管目前也有不少研究，如CN101921388A等對(duì)固相縮聚過程進(jìn)行一定程度的改進(jìn)而使產(chǎn)品性能更加優(yōu)良，但流程長(zhǎng)、能耗聞、運(yùn)行成本聞等仍然是該工藝發(fā)展中存在的瓶頸。熔融縮聚，也稱液相增粘，是近年來發(fā)展起來的一種制備高粘度聚酯新工藝。它是指在一般縮聚生產(chǎn)裝置的縮聚釜后方增加一臺(tái)反應(yīng)器，通過提高熔體脫揮面積和表面更新率等方式來實(shí)現(xiàn)熔體增粘。鑒于液相增粘技術(shù)的高效、節(jié)能及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，目前在國(guó)內(nèi)外已有廣泛研究，但只有少數(shù)幾家大公司研制成功并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。近年來，國(guó)內(nèi)也有很多公司對(duì)液相增粘反應(yīng)器進(jìn)行了一定的研究。例如在CN3112545中提出采用裝有行星輪與螺旋體組成的自潔攪拌系統(tǒng)，使聚酯熔體通過進(jìn)料口在太陽輪和行星輪滾筒的頂部流下，在旋轉(zhuǎn)過程中，熔體瞬間被碾成薄膜狀流下，完成物料脫揮而實(shí)現(xiàn)高粘度聚酯生產(chǎn)。另外，CN10176888A, CN101914820A, CN200964390Y,CN101125928等專利中也指出，在一定條件下，聚酯可以通過立式降膜裝置依靠重力實(shí)現(xiàn)增粘。然而，對(duì)于高粘度聚酯熔體而言，依靠重力自然成膜進(jìn)行液相增粘，其產(chǎn)量必然會(huì)受到一定限制，同時(shí)，高粘度熔體下端成膜狀況及出料效率也會(huì)與進(jìn)料時(shí)存在很大差別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過程能耗小、增粘效率高的單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，該裝置包括一設(shè)有內(nèi)筒體和夾套筒體的臥式增粘反應(yīng)釜；分設(shè)于反應(yīng)釜內(nèi)筒體前、后兩端的物料進(jìn)口、物料出口，以及與物料進(jìn)出口連接的熔體輸送系統(tǒng)；分設(shè)于反應(yīng)釜夾套筒體兩側(cè)的上、下兩端的熱媒進(jìn)口、熱媒出口，以及與熱媒進(jìn)出口連接的熱媒系統(tǒng)；設(shè)于釜體頂端的真空管接口，以及與真空管接口連接的真空系統(tǒng)；反應(yīng)爸前端有一驅(qū)動(dòng)軸穿過反應(yīng)爸前端蓋的中心與位于反應(yīng)爸內(nèi)部前端的連接體固定連接，位于反應(yīng)釜內(nèi)部后端的連接體與后段驅(qū)動(dòng)軸固定連接，后段驅(qū)動(dòng)軸穿過反應(yīng)釜后端蓋的中心與安裝在反應(yīng)釜后端蓋上的軸承座連接；反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有多組由動(dòng)刮板、動(dòng)刮板座、拉膜桿、靜刮板和靜刮板座組成的拉膜內(nèi)件；每組拉膜內(nèi)件包含一個(gè)動(dòng)刮板座、分布在動(dòng)刮板座上的多個(gè)動(dòng)刮板、連接相鄰兩個(gè)動(dòng)刮板前部的多個(gè)拉膜桿、兩個(gè)靜刮板和以法蘭形式安裝固定在筒壁下端兩側(cè)的兩個(gè)靜刮板座；每個(gè)動(dòng)刮板座是一以軸心為中心的圓環(huán)，每個(gè)動(dòng)刮板座上分布多個(gè)動(dòng)刮板(最好是3-4個(gè))；每個(gè)動(dòng)刮板呈T字型，其后端固定在動(dòng)刮板座上，其前端貼近內(nèi)筒壁；每個(gè)靜刮板呈直角彎鉤形，其后端固定在靜刮板座上，其前端兩個(gè)直角彎折部分形成的槽型方塊正好嵌在動(dòng)刮板的T字型和連接桿之間；各動(dòng)刮板座用與反應(yīng)釜中心線平行的多根連接桿(最好是3-4根)連接成一個(gè)整體，連接桿的兩端固定在爸內(nèi)前、后兩端的連接體上。本發(fā)明所述裝置由臥式單無軸自清潔增粘反應(yīng)系統(tǒng)、真空脫揮系統(tǒng)、熱媒系統(tǒng)及熔體輸送系統(tǒng)組成，其中的增粘反應(yīng)釜為臥式單無軸自清潔反應(yīng)釜，反應(yīng)器內(nèi)部具有特殊設(shè)計(jì)的拉膜內(nèi)件，依靠主傳動(dòng)端的電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)件旋轉(zhuǎn)，從而使聚酯熔體成膜。增粘反應(yīng)釜內(nèi)的拉膜內(nèi)件是由一定數(shù)量的動(dòng)刮板、動(dòng)刮板座、靜刮板、靜刮板座、拉膜桿按照一定的型式構(gòu)成，并且靜刮板固定在靜刮板座上，靜刮板座以法蘭形式固定于筒壁下方兩側(cè)，可以單·獨(dú)拆裝，整個(gè)內(nèi)件可以通過打開前、后端蓋、整體拆裝。此拉膜內(nèi)件特有的結(jié)構(gòu)可為聚酯生產(chǎn)中提供很高的成膜面積和充足的小分子脫揮面積，有利于生產(chǎn)過程中聚酯熔體中小分子的有效脫出；同時(shí)，由于其反應(yīng)器內(nèi)部不設(shè)置軸(反應(yīng)器內(nèi)部實(shí)際上是一空心軸)，因而大大減小了常規(guī)反應(yīng)器在生產(chǎn)高粘度聚酯中發(fā)生聚酯纏繞軸現(xiàn)象的發(fā)生，也有效增加了氣相空間，使小分子易于向位于釜體頂端的升氣管(即真空管)流動(dòng)；拉膜內(nèi)件在靠近連接桿外側(cè)和動(dòng)刮板內(nèi)側(cè)設(shè)置靜刮板，動(dòng)刮板與釜體內(nèi)壁保持較小的間隙，這有利于高粘度聚酯生產(chǎn)過程中及時(shí)將釜體、連接體和動(dòng)刮板上的熔體刮下，不僅增加了拉膜面積，也使增粘反應(yīng)釜具有很好的自清潔功能，在更大程度上避免熔體在流動(dòng)過程中出現(xiàn)死角。本發(fā)明中增粘反應(yīng)釜內(nèi)的拉膜內(nèi)件至少有一組以上，并且這多組拉膜內(nèi)件中的多組動(dòng)刮板是按一定轉(zhuǎn)角方式螺旋狀排列的，這樣可使拉膜內(nèi)件在隨空心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中具備熔體推進(jìn)作用，從而進(jìn)一步確保高粘度熔體流動(dòng)過程中不發(fā)生返混，提高產(chǎn)品均一性，同時(shí)，拉膜內(nèi)件的推進(jìn)作用還能保證聚酯的順利出料；另外，通過調(diào)整拉膜內(nèi)件的角度可以自由地控制高粘度聚酯在增粘反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供的生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、節(jié)能降耗、運(yùn)行成本低廉，可高效地實(shí)現(xiàn)一步法生產(chǎn)高粘度聚酯。該裝置適用于聚酯生產(chǎn)過程中高粘物料的處理，特別適合于由高粘度物料生產(chǎn)更高粘度物料的過程。本發(fā)明最大的優(yōu)點(diǎn)在于其操作靈活性大，運(yùn)行能耗低，可大大減少高粘度聚酯生產(chǎn)中人力、物力消耗和能耗。本發(fā)明提供的連續(xù)生產(chǎn)高粘度聚酯的生產(chǎn)裝置不僅可用于PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)，而且也可用于PBS (聚丁二酸丁二醇酯)、PBT (聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)、PTT (聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯)等不同類型高粘度聚酯的生產(chǎn)。本發(fā)明采用上述結(jié)構(gòu)后，具有流程短，能耗低，生產(chǎn)效率高，設(shè)備操作靈活，產(chǎn)品質(zhì)量均一，柔性化程度高等優(yōu)點(diǎn)；因此，本發(fā)明的采用將改變目前行業(yè)內(nèi)高粘度聚酯產(chǎn)能低、產(chǎn)品質(zhì)量不均一、運(yùn)行成本高等缺陷，將大幅提高行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化，也必將對(duì)化纖生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大的促進(jìn)和推動(dòng)作用。


圖I是本發(fā)明的單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置示意圖；圖2是本發(fā)明的增粘反應(yīng)釜內(nèi)件示意圖(即圖I的左側(cè)視圖)；圖3是本發(fā)明的增粘反應(yīng)釜內(nèi)件動(dòng)刮板分布示意圖；其中I、熱媒進(jìn)口 2、物料進(jìn)口 3、連接體4、前端蓋5、驅(qū)動(dòng)軸6、動(dòng)刮板
7、靜刮板8、靜刮板座9、動(dòng)刮板座10、連接桿11、真空管接口 12、內(nèi)筒體13、夾套筒體14、熱媒出口 15、后端蓋16、物料出口 17、底座18、拉膜桿19、軸承座
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例I一種單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，該裝置由臥式單無軸自清潔增粘反應(yīng)系統(tǒng)、真空脫揮系統(tǒng)、熱媒系統(tǒng)及熔體輸送系統(tǒng)組成，如圖I、圖2所示，該裝置包括一安裝在底座17上，設(shè)有內(nèi)筒體12和夾套筒體13的臥式增粘反應(yīng)爸；分設(shè)于反應(yīng)爸內(nèi)筒體前、后兩端的物料進(jìn)口 2、物料出口 16，以及位于內(nèi)筒體內(nèi)，與物料進(jìn)出口連接的熔體輸送系統(tǒng)；分設(shè)于反應(yīng)釜夾套筒體兩側(cè)的上、下兩端的熱媒進(jìn)口 I、熱媒出口 14，以及位于夾套筒體內(nèi)，與熱媒進(jìn)出口連接的熱媒系統(tǒng)；設(shè)于釜體頂端的真空管接口 11，以及與真空管接口連接的真空系統(tǒng)；反應(yīng)爸前端有一驅(qū)動(dòng)軸5穿過反應(yīng)爸前端蓋4的中心與位于反應(yīng)爸內(nèi)部前端的連接體3固定連接，位于反應(yīng)釜內(nèi)部后端的連接體與后段驅(qū)動(dòng)軸固定連接，后段驅(qū)動(dòng)軸穿過反應(yīng)釜后端蓋15的中心與安裝在反應(yīng)釜后端蓋上的軸承座19連接；反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有多組由動(dòng)刮板6、動(dòng)刮板座9、拉膜桿18、靜刮板7和靜刮板座8組成的拉膜內(nèi)件；每組拉膜內(nèi)件包含一個(gè)動(dòng)刮板座9、分布在動(dòng)刮板座上的四個(gè)動(dòng)刮板6、連接相鄰兩個(gè)動(dòng)刮板前部的四個(gè)拉膜桿18、兩個(gè)靜刮板7和以法蘭形式安裝固定在筒壁下端兩側(cè)的兩個(gè)靜刮板座8 ;每個(gè)動(dòng)刮板座是一以軸心為中心的圓環(huán)，每個(gè)動(dòng)刮板座上分布四個(gè)動(dòng)刮板；每個(gè)動(dòng)刮板6呈T字型，其后端固定在動(dòng)刮板座9上，其前端貼近內(nèi)筒壁；靜刮板7呈直角彎鉤形，其后端固定在靜刮板座8上，其前端兩個(gè)直角彎折部分形成的槽型方塊正好嵌在動(dòng)刮板6的T字型和連接桿10之間；各動(dòng)刮板座9用與反應(yīng)釜中心線平行的四根連接桿10連接成一個(gè)整體，連接桿的兩端固定在位于反應(yīng)釜內(nèi)部?jī)啥说倪B接體3上；多組拉膜內(nèi)件中的多組動(dòng)刮板是按一定轉(zhuǎn)角方式螺旋狀排列的，如圖3所示，多組動(dòng)刮板6的前端貼近內(nèi)筒壁部分是按一定轉(zhuǎn)角方式沿著貼近內(nèi)筒壁的圓柱面螺旋式排列的。本發(fā)明是這樣來工作的聚酯裝置中普通粘度的熔融態(tài)物料經(jīng)由控制閥定時(shí)定量緩慢輸送至增粘反應(yīng)釜的物料進(jìn)口 2，通過由驅(qū)動(dòng)軸5帶動(dòng)拉膜內(nèi)件旋轉(zhuǎn)，物料隨著呈一定轉(zhuǎn)角方式安裝的拉膜內(nèi)件的旋轉(zhuǎn)而不斷推進(jìn)，同時(shí)，小分子在不斷地發(fā)生著脫揮反應(yīng)，反應(yīng)后由真空管接口 11抽走，在此過程中，熱媒通過連續(xù)不斷地進(jìn)入增粘反應(yīng)釜上的熱媒入口I并經(jīng)由熱媒管道為增粘反應(yīng)釜循環(huán)加熱，之后從熱媒管道出口 14出來，保證了整個(gè)高粘度聚酯生產(chǎn)過程中熱量的需求；與此同時(shí)，真空系統(tǒng)也不斷運(yùn)行，來保證反應(yīng)過程中的真空度，從而使小分子更容易地脫出，在一定的停留時(shí)間后，物料經(jīng)由增粘反應(yīng)釜的物料出口 16出料，經(jīng)由熔體輸送系統(tǒng)輸送至紡絲箱體或切粒機(jī)等設(shè)備分別進(jìn)行不同的下游生產(chǎn)工序。實(shí)施效果將物料特性粘度為O. 68dl/g的聚酯熔體，送入上述單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，在溫度285°C，真空度為lOOPa，轉(zhuǎn)速為5轉(zhuǎn)/min的條件下反應(yīng)30min，得到特性粘度為O. 95dl/g的熔體。實(shí)施例2本實(shí)施例一種單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其主要結(jié)構(gòu)與實(shí)施例I基本相同，不同的是該裝置每個(gè)動(dòng)刮板座上均布三個(gè)動(dòng)刮板，連接相鄰兩個(gè)動(dòng)刮板前部的拉膜桿為三個(gè)，各動(dòng)刮板座用與反應(yīng)釜中心線平行的三根連接桿連接成一個(gè)整體。實(shí)施效果
將物料特性粘度為O. 75dl/g的聚酯熔體，送入上述單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，在溫度288°C，真空度為50Pa，轉(zhuǎn)速為5轉(zhuǎn)/min的條件下反應(yīng)25min，得到特性粘度為I. 05dl/g的熔體。
權(quán)利要求
1.一種單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，該裝置包括一設(shè)有內(nèi)筒體和夾套筒體的臥式增粘反應(yīng)釜；分設(shè)于內(nèi)筒體前、后兩端的物料進(jìn)口、出口，以及與物料進(jìn)出口連接的熔體輸送系統(tǒng)；分設(shè)于夾套筒體兩側(cè)的上、下兩端的熱媒進(jìn)口、出口，以及與熱媒進(jìn)出口連接的熱媒系統(tǒng)；設(shè)于釜體頂端的真空管接口，以及與真空管接口連接的真空系統(tǒng)；其特征在于，釜前端有一驅(qū)動(dòng)軸穿過反應(yīng)釜前端蓋的中心與釜內(nèi)前端的連接體固定連接，位于釜內(nèi)后端的連接體與后段驅(qū)動(dòng)軸固定連接，后段驅(qū)動(dòng)軸穿過反應(yīng)釜后端蓋的中心與安裝在后端蓋上的軸承座連接；反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有多組拉膜內(nèi)件，每組拉膜內(nèi)件包含一個(gè)動(dòng)刮板座、分布在動(dòng)刮板座上的多個(gè)動(dòng)刮板、連接相鄰兩個(gè)動(dòng)刮板前部的多個(gè)拉膜桿、兩個(gè)靜刮板和以法蘭形式安裝固定在筒壁下端兩側(cè)的兩個(gè)靜刮板座；每個(gè)動(dòng)刮板座是一以軸心為中心的圓環(huán)；每個(gè)動(dòng)刮板呈T字型，其后端固定在動(dòng)刮板座上，其前端貼近內(nèi)筒壁；每個(gè)靜刮板呈直角彎鉤形，其后端固定在靜刮板座上，其前端兩個(gè)直角彎折部分形成的槽型方塊正好嵌在動(dòng)刮板的T字型和連接桿之間；各動(dòng)刮板座用與反應(yīng)釜中心線平行的多根連接桿連接成一個(gè)整體，連接桿的兩端固定在釜內(nèi)前、后兩端的連接體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，每個(gè)動(dòng)刮板座上均布三個(gè)或四個(gè)動(dòng)刮板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，各動(dòng)刮板座用與反應(yīng)釜中心線平行的三根或四根連接桿連接成一個(gè)整體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，多組拉膜內(nèi)件中的多組動(dòng)刮板是按一定轉(zhuǎn)角方式螺旋狀排列的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，多組拉膜內(nèi)件中的多組動(dòng)刮板是按一定轉(zhuǎn)角方式螺旋狀排列的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，多組動(dòng)刮板的前端貼近內(nèi)筒壁部分是按一定轉(zhuǎn)角方式沿著貼近內(nèi)筒壁的圓柱面螺旋式排列的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置，其特征在于，多組動(dòng)刮板的前端貼近內(nèi)筒壁部分是按一定轉(zhuǎn)角方式沿著貼近內(nèi)筒壁的圓柱面螺旋式排列的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種單無軸高粘度聚酯連續(xù)生產(chǎn)裝置。它包括一臥式增粘反應(yīng)釜，釜前端一驅(qū)動(dòng)軸穿過前端蓋中心與釜內(nèi)前端連接體固定，后段驅(qū)動(dòng)軸固定在釜內(nèi)后端連接體上，并穿過后端蓋中心與軸承座連接；釜內(nèi)設(shè)多組拉膜內(nèi)件，每組拉膜內(nèi)件含一個(gè)動(dòng)刮板座、多個(gè)動(dòng)刮板，動(dòng)刮板座是一圓環(huán)，動(dòng)刮板呈T字型，其后端固定在動(dòng)刮板座上，前端貼近內(nèi)筒壁；各動(dòng)刮板座用與釜中心線平行的多根連接桿連成一整體，連接桿兩端固定在釜內(nèi)前、后兩端連接體上；靜刮板呈直角彎鉤形，其后端固定在以法蘭形式安裝在筒壁下端兩側(cè)的靜刮板座上，其前端的槽型方塊正好嵌在動(dòng)刮板的T字型和連接桿之間。該裝置生產(chǎn)效率高，能耗低，操作靈活簡(jiǎn)單，柔性化程度高。
文檔編號(hào)C08G63/78GK102942688SQ20121031991
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者楊家吉, 賈振宇, 鄭弢 申請(qǐng)人:上海聚友化工有限公司